安德森膨化机挤压膨化予处理工艺的理论与实践-哈尔滨艾森油脂

1、中国油脂2002年第27卷第5期挤压膨化予处理工艺的理论与实践于诘,段文生(哈尔滨艾森油脂有限公司,150038哈尔滨香福路9号摘要:挤压膨化是一种先进的油料予处理工艺。结合理论分析和实践总结,将大豆和菜籽加工中的各个环节的操作要点、注意事项介绍给大家。关键词:挤压膨化;大豆;菜籽;工艺总结众所周知,采用挤压膨化予处理工艺对于扩大生产规模、降低生产成本、提高产品质量都具有非常重要的意义,是粮油行业“十五”规划重点推广的实用新技术之一。我公司使用美国安德森(ANDERSON公司的挤压膨化机已有三年多,深知膨化工艺的好处,也总结了一些经验,现介绍给大家,希望有助于此工艺的推广使用。1、工艺流程简介

2、1.1 大豆予处理:大豆-清理-破碎-调质-轧胚-挤压膨化-干燥、冷却-浸出1.2 菜籽的予处理菜籽-清理-轧胚-调质-挤压膨化-干燥、冷却-浸出(挤压膨化出油:膨化含渣油-澄油箱-叶滤机-菜籽清油-脱胶(油渣回榨: 澄油箱-菜籽渣-调质-挤压膨化机2、挤压膨化机2.1 制造商:美国安德森国际公司2.2 型号:25.4 毫米 HIVEX(机筒内径25.4毫米,10英寸2.3 结构: 主体由进料段、中间段、出料段三部分组成,内装一根螺旋轴,由23节螺旋套装而成。其中,进料段装有4节进料螺旋和9节挤压螺旋,中间段装有8节挤压螺旋,出料段包含1节挤压螺旋和1节出料螺旋。所有螺旋的外径都是相同的,它与

3、机筒内壁的间隙为1.6毫米。直接蒸汽一般在进料段的挤压螺旋处注入,即保证了加气量和蒸煮时间,又可以避免蒸汽回压。出料调节机构采用液压驱动锥型塞形式,与以前使用的多孔模板相比,具有调节方便、不易阻塞的优点,对保证生产的连续性、稳定性具有非常重要的意义。(安德森评注:对大豆杂质较多或加工菜籽,或生产线产量波动较大的用户,锥型塞出料可完全消除其可能产生的10-20%的停机时间如果更换驱动端的皮带轮和中间段的螺旋并装上出油榨笼之后此设备还可以用于高含油油料的挤压膨化。(安德森评注:安德森膨化机把含油高于33%的油料称为高含油油料,膨化机需加榨笼;含油小于33%的油料如棉籽、米糠等不需加装榨笼,直接膨化

4、即可。如含油33%的棉籽使用安德森加工大豆的膨化机同机处理,浸出可得到低至0.5%的残油。2.4 性能参数:驱动电机:额定功率:150马力,额定电流:210A;膨化机转速:加工大豆时270转/分钟;加工菜籽时188转/分钟;额定处理量: 25 吨/小时;(安德森评注:换装200马力电机,此10英寸安德森膨化机可日处理900吨大豆、300 吨菜籽3、挤压膨化机工作原理胚片由喂料绞龙送入膨化机,被螺旋推进的同时注入直接蒸汽,在连续的物料和不连续的挤压螺旋作用下,其压力、温度、湿度均不断增加。到达出料段之后,由于突然卸压,物料中的水分快速汽化、蒸发、物料体积膨胀并形成多孔结构。同时伴随蛋白质的凝聚、

5、粘结作用,物料中的小颗粒被聚集到一起,物料酥而不碎。而且,由于挤压膨爆作用,油料细胞发生破裂,原来卷曲在内部的油脂便裸露在表面。对于高含油油料,还会挤压出一部分油脂。(安德森评注:加装榨笼后可以挤压出部分油脂4、挤压膨化与螺旋压榨的区别挤压膨化处理量大、转速快、压力低,以增加物料堆积密度和内部空隙率、缩短出油路径、增强物料对溶剂的渗透性为目标,即使处理高含油油料也一样;而螺旋压榨处理量小、转速慢、压力高,完全以榨出物料中的油脂为目标。所以,挤压膨化和螺旋压榨对来料的要求完全不一样。螺旋压榨要求物料尽可能多的变性,而对于挤压膨化,如果来料变性大,物料之间的粘结性就会削弱,膨化后物料松散易碎,对溶

6、剂的渗透性降低。因此,预榨前处理一般采取高温蒸炒的工艺,进入榨机的物料水分很低。而膨化前处理只需将物料的温度和水分调节到有利于挤压膨化即可,对物料降水一定采取温和的方式,切忌高温蒸炒,而且,如果入膨料水分过低,出机时水分蒸发少,也难以产生膨爆现象。事实上,处理高含油油料时,挤压膨化一般只榨出20%的油脂,而螺旋压榨可以榨出60%甚至90%的油脂。5、膨化浸出与胚片直接浸出的区别为获得良好的浸出效果,传统的直接浸出工艺往往要求胚片薄而匀,少成粉。然而胚薄与粉少始终是相互矛盾的,况且,油料含油越高,胚片越易碎。为此必须协调好各个工序多变的工艺条件,控制起来非常不容易。挤压膨化可使小颗粒凝聚,同时由

7、于有揉搓、剪切、挤压、膨化作用,物料不仅内部空隙率增加而且游离油脂的含量也增加了,其内部一致性也要比胚片高得多,所以挤压膨化不特别强调胚片的厚度。另外,由于堆积密度的增加、渗透性和流动性的增强,同样的浸出设备使用膨化料处理能力可增加40-50%,对入浸物料的水分要求也放松了,即使处于11-12%之间,也不会影响浸出和卸料。6、挤压膨化对大豆油中磷脂组分的影响大豆磷脂分水化磷脂和非水化磷脂两类,大豆油中的非水化磷脂主要是由于水化磷脂水解而产生的,它发生在大豆贮存和加工的各个过程,非水化磷脂一旦形成则无法回复成水化磷脂,将严重影响精炼油的生产。磷脂的水解反应分酶催化和非酶催化两类。主要的酶即磷脂酶

8、D,激活和钝化它的条件已经比较透彻;非酶催化的机理目前还不十分清楚,但控制水分不仅可以控制酶催化水解还可以控制非酶水解是显而易见的。要控制水化磷脂向非水化磷脂转变,必须首先控制大豆贮存和加工过程的水分。如果大豆水分超过13%,贮存时间越长,非水化磷脂的比例就会越高,所以大豆贮存水分最好控制在3%以下,与此同时,还必须抑制或者钝化D的活性。激活磷脂酶D的条件除了油细胞的破裂之外,还要求水分: 10-13%,温度60-80度;实践表明,105-110度下的挤压膨化对钝化磷脂酶D的活性非常有效,所以如果在大豆制油过程中,将低温调质(避开磷脂酶D的活性温度范围和挤压膨化相结合可以有效控制非水化磷脂的形

9、成。必须强调的是,仅仅依靠挤压膨化并不能将大豆油中的非水化磷脂控制得很低,因为非水化磷脂如果在挤压之前已经形成,要转变非水化磷脂是不可能的,要完全控制大豆油中的非水化磷脂含量,还必须控制大豆的水分和破碎粒的含量。7、工艺总结7.1 清理:磁性杂质对膨化机螺旋会造成致命损坏,所以油料的清理要加强磁性杂质的清除。7.2轧胚:胚片越薄,流油毛细管的长度越短,出油速度越快;胚片越薄,入膨料、出膨料的均匀性愈好,越容易形成大的凝聚体。生产实践表明,采用挤压膨化予处理加工大豆时,如果胚片厚度为0.3毫米,粕残油可以降到0.5%以下;如果胚片厚度为0.5毫米,粕残油还能控制在1%以下,一般胚片厚度控制在0.

10、4毫米左右即可。即便如此,对轧胚工序仍然不能放松要求,如果出现漏籽时疏与管理粕残油会大幅度上升。另外,油菜籽颗粒小、蛋白质含量低,胚片应尽可能的薄,若可能应为0.2毫米,否则膨化料粘结性差,影响渗透效果。7.3调质调质的目的只是为了控制物料的水分和温度,使其利于轧胚或膨化,与传统中的蒸炒不同。一般控制大豆出料温度为55-60度、水分为10%-12%,菜籽胚出料温度为70-75度、水分7%-9%。温度过低,油脂的粘度过大,膨化时出油少(包括表面露油或挤压出油;温度过高,膨化时出油多,但蛋白已发生变性,膨化过程不能产生粘结,出料粉末度大,影响溶剂渗透,尤其对油菜籽影响非常明显。事实上,一旦调质温度

11、高于80度,粕残油会增加很多。另外,前面已经述及,如果加工大豆时调质温度超过60度,还会影响到磷脂的质量。原料水分过低,水分汽化少,产生不了膨化效果,饼松散易碎,电机负荷增加。对于油菜籽,如果水分低,则抵抗力增加,出油减少,油中含大量碎渣。原料水分过高,进料不畅,出饼松软无力,呈大片状,电机负荷降低。对于油菜籽,如果水分高,则会抵抗不住压力而从榨条间隙中挤出,出油减少,油中含片状渣,泡末多。7.4 膨化蒸汽压力高,热焓大、温度高、湿含小,便于调节温度;蒸汽压力低,热焓小、温度低、水分高,应提高直接汽压力;相反,如果入膨温度高、水分低,应降低直接汽压力,一般在5-7公斤压力间调整。(应该是7-9

12、公斤直接汽的加入量要根据出料状态调整,良好的膨化料应该酥而不碎、表面油润、渗透性好,对于高含油料还表现为出油量适中(出油率20%左右、油中含渣少(10%以下等。如果直接汽加入量过少,不能产生膨爆现象,除了会影响出油之外,还会影响尿素酶的钝化;如果直接汽加入过多,则会产生喷射现象,使物料粉末度增加。加工菜籽时蒸汽注入量一般较少,特别对高水分油菜籽更应如此。否则,如果加气量过多,油中含渣会大幅度增加。但如果加汽量过少,磷脂吸水不足,挤压出的油中含磷量高,会增加过滤的困难。8、生产中应注意的问题8.1 由于前段工序出现故障,膨化机发生短料时,直接蒸汽往往会发生倒喷现象,此时必须迅速移开液压锥型塞,以防物料失去推动力时堵塞膨化机。8.2 膨化机内如果温度太低,则出料松散,不成型,所以启动前应对其充分预热。8.3 由于膨化料有助于油的释放,故浸出时溶剂比可以适当降低,加工大豆是达到0.8即可,加工菜籽时不低于1.0方能满足要求。8.4 加工高含油油料时,并非膨化过程出油量越多越有利于浸出,相反会由此导致物料散碎、粕残油增加。(完安德森评注:哈尔滨艾森生产部电话: 0451-*该厂在膨化予处理油菜籽浸出方面有些数据不太准确,我们想主要有以下原因:该厂是外商投资企业,由外商负责投资及调试设备,并没有要求安德森派人调试。该厂加工大豆的经验来自国内各安